业主单位：上海久事置业有限公司

参建单位：上海市建筑科学研究院有限公司

参建单位：上海章明建筑设计事务所（有限合伙）

麦边大楼（亚细亚大楼）作为“外滩1号”，其建筑形式、材料类型、病害特征在外滩地区乃至上海近现代建筑中均具有典型性。本次预防性保护项目针对建筑在日常使用中面临的潜在风险，利用数字孪生建模、物联网监测、人工智能病害识别、外墙及室内日常维护保养等技术手段，实现了文物建筑全方位、全生命周期的主动保护，对以外滩地区为代表的近现代建筑的日常主动保护工作起到了良好的示范效应。

01 亚细亚大楼概况

麦边大楼（亚细亚大楼）为一栋八层钢筋混凝土框架结构房屋，总建筑面积约12008m2。1913年大楼由英商麦克倍恩公司（Mcbain Company）投资建设，英商马海洋行（Moorhead and Haise）设计，华商裕昌泰营造厂施工承建，1916年竣工。1917年，大楼被亚细亚火油公司购得，改称“亚细亚大楼”。

亚细亚大楼历史照片

亚细亚大楼现状照片

大楼建筑平面整体呈“回”字形布局，这种回字形平面布置是外滩建筑中仅有的。东、南立面均采用经典的“横三段、竖三段”式构图，左右对称、庄重典雅。

麦边大楼（亚细亚大楼）是继1908年德律风公司大楼后另一幢主要采用钢筋混凝土框架结构的建筑，它的成功设计和建造，对以后外滩近代建筑向更高层次发展起了一定的促进作用。此后，钢筋混凝土框架结构便成为上海多层建筑的最主要的结构形式之一。

1996年11月，作为“外滩建筑群”中的重要建筑物之一，同上海“外滩建筑群”被国务院列为全国重点文物保护单位。

重点保护部位为：

东、南外立面；

建筑背部的东部底层入口大厅原有平面、空间格局、天花线脚及原有壁龛；

南部的入口进厅及大厅平面、空间格局和天花线脚；

各层楼梯间、地坪及楼梯等原有装修。

麦边大楼（亚细亚大楼）属于外滩特色建筑群第二阶段大规模建筑变迁后保存至今的十幢建筑之一，是当时外滩最高的建筑，享有“外滩第一楼”的美誉，展现了当时的典型建筑风格和建造工艺，见证了外滩建筑的发展与变迁，具有重要的文化价值、艺术价值和科学价值。

02 亚细亚大楼现状分析

经过百余年的使用，大楼的材料、设备等均存在不同程度的老化，原有的建筑布局和结构构件也逐渐难以满足日益发展的使用需求。麦边大楼（亚细亚大楼）曾于1939年进行重新装修改造，但具体改造内容不详。2008年，经上级部门批准，大楼进行了整体性的保护修缮，包括结构加固、外立面修缮、中庭改造、室内装修等多项内容。2018年-2019年，针对大楼外立面空鼓、开裂等隐患，大楼业主方上海久事置业有限公司对大楼外立面进行了局部针对性修缮。

根据2018年大楼的文物勘查结果，结合大楼的日常使用情况和周边环境情况对建筑安全耐久和使用运维方面进行了风险分析，主要包括：

1.结构沉降变形风险

大楼各方向平均相对倾斜值目前低于相关规程关于同类建筑结构倾斜率的限值。但外滩地区属于软土地基，地基基础沉降变形情况仍是需要关注的重点之一。 

2.主体病害风险

大楼主体部分存在一些耐久性病害，主要有墙面开裂、起皮、地砖空鼓等，部分柱加固钢板锈蚀、屋顶钢构件锈蚀，梁、墙混凝土保护层剥落等。

3.外立面“高坠”风险

大楼的重点保护部位——外立面的病害主要有色差、起壳，檐口、转角部位的裂缝，各立面阳台栏杆底部以及天沟的开裂、剥落。大楼三层以上大部分外立面区域采用预制水泥砂浆人造石作为装饰挂块。挂块与墙体采用预留的锚环内套入拉结八字钢筋连接。大楼外立面大部分空鼓为挂块的内部钢筋受水（汽）锈蚀铁胀造成保护层开裂、剥离，导致表面开裂、空鼓、剥落。 

外立面装饰挂块内部钢筋锈蚀

4.周边环境风险

大楼紧邻中山东一路和延安东路隧道，交通振动对房屋的结构安全和使用舒适度均可能造成一定的影响。大楼紧邻黄浦江，汛期和台风期存在风灾水浸的潜在风险。

5.运维管理需求

日常管理方面，虽然业主对大楼进行每月安全巡查，节假日、极端天气下辅以额外的突击检查，但皆以人工目视为主。日常管理技术手段也多为人工、纸质文件，工作效率较低。

针对大楼的现状问题和需求，后续应对大楼进行常态化预防性保护，包括：对大楼的使用状况进行定期调查；对大楼变形情况进行监测；对大楼外立面病害状况进行定期调查和监测；对大楼动力特性进行定期测试；对监测过程中发现的问题，及时进行维护保养；建立数字化日常管理平台，提高预防性保护的工作效率等。

03 亚细亚大楼预防性保护

1  预防性保护理念

文物建筑预防性保护是一种全新的保护理念，以“保护为主、抢救第一、合理利用、加强管理”为方针，变“抢救性保护”为“预防性保护”。

遵循“预防为主”的理念，重点关注智能监测及人工巡检得到的大楼使用状态数据，对于必须采取适当干预措施的情况制定适宜性的保养维护技术，形成了“风险分析、获取数据、评估状态、适当干预”的工作思路，尽可能减少日常使用中面临的各类风险，有利于全面研究、科学决策、谨慎处理文物建筑，最终实现对文物建筑全生命周期的预防性保护。

预防性保护工作思路

大楼目前处于正常使用阶段，针对大楼所处环境和日常使用中面临的技术和管理问题，项目的需求主要为“巡查、监测、维护、赋能”四大方面：

巡查：对大楼的日常使用状况进行常态化巡查，动态了解其安全状况，及时进行维护与修缮 。

监测：对大楼因材料老化或受交通振动、汛期、台风等环境影响导致的劣化进行实时监测，及时关注大楼的使用安全。

维护：根据巡查和监测的结果，对大楼制定合适的维护保养计划和病害处置流程，发现问题及时处置，通过合理日常维护手段，减少大修频率。

赋能：对房屋整体及室内外保护部位进行数字化建模，建立数字化日常管理平台，提高预防性保护的工作效率。

2  主要工作内容

在系统分析大楼的现状和面临的问题基础上，本次预防性保护从定期巡检、动态监测、保养维护、数字化管理，通过数字孪生建模、物联网智能监测系统、外立面损伤智能识别、仿石材立面的保养维护等手段，建立大楼的数字化预防性保护平台。

数字孪生建模

数字孪生模型旨在通过多种数字化测绘手段，将建筑本体映射到虚拟空间中，为文物勘察设计施工、建筑监测管理、文物活化利用等文物保护工作提供了全面数据支持，是文物建筑预防性保护的重要基础。

三维激光扫描建模：采用三维激光扫描仪对大楼进行全景三维激光扫描，形成大楼的数字化物理空间点云模型。三维激光扫描建模的精度最高、细节完整、真实还原，是建立实景模型的基础数据。 

外立面三维点云结果

摄影测量模型：采用倾斜摄影测量技术和近景摄影测量技术，用无人机低空影像采集，结合手持相机对大楼底部、室内拍摄等的拍摄，通过先进的定位、融合、建模等技术，生成真实的三维建筑模型。摄影测量实景模型数据完整，纹理信息丰富、可嵌入GIS平台，是建立数字孪生模型的关键方法。

VR全景漫游：对大楼室内空间、阳台、楼梯等典型场景进行三维全景拍摄，处理形成VR全景漫游展示模型，达到身临其境的视觉效果。

BIM模型：在三维激光扫描和摄影测量采集的模型基础上，对大楼的建筑构件、结构构件、装饰构件等主要物体进行深化处理，形成BIM信息化模型。BIM模型不仅能再现大楼的整体形式、立面特色部位、结构形式等，而且能通过电脑对模型中的任意构件的属性进行定义，添加历史信息，图片，修缮记录等，形成数字化信息档案，是大楼三维数字全生命周期管理的基础。

外立面损伤智能识别

针对房屋目前损伤特点，本次预防性保护通过人工定期目视巡查对外立面病害情况进行监控，也同时通过无人机摄影测量，建立大楼外立面三维实景模型，在模型中对目视角度受限的区域进行病害监控。

与此同时，利用搭载在无人机上的高清相机对房屋外立面进行快速整体成像，利用特征点识别匹配算法、机器视觉技术、卷积神经网络算法等数据处理技术，自动识别出外墙面开裂、脱落、渗水等损伤，帮助保护人员快速定位病害位置，提高巡查检测的效率。

此外，通过在无人机上搭载相机和测距设备，可以在拍摄裂缝照片的同时测量出裂缝距离无人机的距离，通过基于机器视觉的智能算法，智能提取数字骨架，识别裂缝宽度，测量精度最高可达0.2mm，可满足绝大多数裂缝检测的需求。

基于机器视觉的裂缝信息提取外立面裂缝

基于机器视觉技术的外立面裂缝信息提取技术：

对大楼外立面高处的裂缝进行了自动识别，通过基于机器视觉的自动算法，对照片进行处理后智能提取裂缝数字骨架并识别裂缝宽度。

物联网智能监测

根据对大楼的现状分析，对大楼的从变形、振动、环境、损伤几个方面进行监测，考虑到建筑特点，并结合监测条件，采取自动监测和人工巡检相结合的监测方式。自动监测主要进行房屋的倾斜、不均匀沉降、风速风向、温湿度、振动等的监测，人工巡检重点关注外立面损伤及自动监测复核。

保养维护机制

日常巡查和实时监测，目的是及时发现问题，依据问题导向，有针对性的开展保养维护。监测是“及时发现，及时养护”的前提。及时有针对性的报养维护，一是要及时“实时监测”，二是要问题导向。根据发现问题，有针对性分析处置，针对性开展保养维护。

大楼典型病害处理方式，分为观察处理、计划修缮和应急修缮。

观察处理：

损坏部位暂无安全隐患且对立面视觉效果无明显影响，但可能存在发展趋势，建议定期观察并根据实际情况纳入修缮计划。

计划修缮：

损坏部位暂无严重安全隐患，但其存在明显影响立面效果且存在加剧趋势，建议纳入近期修缮计划。

应急修缮：

损伤部位目视存在明显安全隐患，存在脱落、坠落隐患或已发生局部脱落，需及时进行修缮处置。

04 效果和意义

麦边大楼（亚细亚大楼）预防性保护项目，提出了面向日常使用情况下的预防性保护体系，具有开创性和示范作用，主要表现为以下几个方面：

（1）利用数字化手段赋能文物保护工作，实现了既有精细化构件信息又有逼真纹理效果的数字孪生模型，为文物勘察设计施工、建筑遗产监测管理、文物数字化展示利用等一系列文物保护行为提供全面基础资料支持。

（2）根据风险类型建立多参数物联网智能监测系统，结合BIM模型，实现了大楼本体及环境的三维可视化连续、实时监控，预防使用安全隐患，保证文物建筑的使用安全。

（3）利用人工智能、机器视觉等智能化手段，提高外立面病害发现的效率，通过建立数字化病害管理平台，实现了空间、时间维度相结合的病害管理，直观反映病害的重点分布区域以及发展情况，为制定维护保养计划、开展修缮工作提供重要数据支撑。

（4）形成了“智能监测+人工巡检+定期保养”的保护机制，降低建筑在日常使用中面临的各类风险，消除文物建筑出现重大问题的可能性，实现对文物建筑全生命周期的预防性保护。

麦边大楼（亚细亚大楼）预防性保护项目的实施，为文物建筑预防性保护推广提供了重要的保护理念和思路：

风险分析和风险预防是预防性保护的基础 。

巡查和实时监测是保护工作的前提 。

合适的保养维护是预防性保护的关键。

发现-养护，时效性和针对性是治“未病”的具体表现 。

新技术是未来文物建筑保护利用的趋势。